Färgämnen är kemiska föreningar som har förmågan att intensivt absorbera och omvandla energin från elektromagnetisk strålning i de synliga och nära ultravioletta och infraröda områdena av spektrumet och används för att ge denna förmåga till andra kroppar. Termen "färgämne" har sitt ursprung till A. E. Porai-Koshitsu [1] och introducerades av honom i den vetenskapliga terminologin 1908.
En utmärkande egenskap hos färgämnet är förmågan, på grund av kapillär- och diffusionsprocesser , att impregnera det färgade materialet (till exempel textilier, papper, päls, hår, läder, trä, mat - matfärger ) - och ge färg i hela dess volym , fixering på ett eller annat sätt på aktiva centra.
Termerna "färgämne" och " pigment ", även om de ofta används omväxlande, betecknar distinkt olika begrepp. Färgämnen är lösliga i färgmediet (lösningsmedlet), medan pigment är olösliga. Under färgningsprocessen tränger färgämnen in i materialet och bildar en mer eller mindre stark bindning med fibrerna; vid användning av pigment tillhandahålls bindningen till materialet som ska färgas av bindemedlet, inte av pigmenten. I färger finns färgbildande medel (i detta fall pigment) i bindemedlet (linolja, nitrocellulosa etc.), och färgens egenskaper (med undantag för färg) beror mer på bindemedlet än på pigmentet. . Färgämnen är vanligtvis organiska; pigment är för det mesta fint dispergerade pulver av oorganiska ämnen, ofta oxidföreningar.
Även i forntiden använde människor färgämnen för att färga sina kläder och hushållsartiklar. Textilfärgning går tillbaka till yngre stenåldern . Under många århundraden använde människor dyra och knappa vegetabiliska eller animaliska råvaror för färgning. Processen att erhålla sådana färgämnen var mycket mödosam och lång, och naturligtvis var färgämnen värdefulla lyxartiklar i antiken. Till exempel extraherades den berömda antika lila från lila snigelns körtlar. Det tog ungefär 10 000 sniglar att få i sig drygt ett gram färgämne. Gult färgämne i Grekland, Rom och öst erhölls från saffran. Det röda färgämnet kommer från rötterna av den galna växten, och det scharlakansröda färgämnet Carmine (Cochineal) extraherades från de torkade kropparna hos honorna av den karminösa mjölbugen, en insekt som parasiterar växter från kaktusfamiljen. Växtkällor för färgämnen var trä, rötter, bär, löv. Men på 1800-talet upphörde naturliga färgämnen helt att tillfredsställa behoven hos den intensivt utvecklande textilindustrin. Det verkliga genombrottet var tillverkningen av anilinfärgämnen.
Ett betydande bidrag till utvecklingen av anilinfärgsindustrin, som ersatte de knappa och dyra naturliga råvarorna, var upptäckten av den ryska kemisten , professor vid Kazan University N. N. Zinin . 1842 reducerade Zinin nitrobensen till anilin för första gången . [2] Hans upptäckt gjorde det möjligt att få anilin i industriell skala.
År 1856 erhölls syntetiska färgämnen baserade på anilin oberoende av den engelska organiska kemisten William Perkin och den polske kemisten J. Natanson . Perkin, som oxiderade teknisk anilin med en kromblandning, fick en violett substans - movein , och Natanson, som värmde anilin med vattenfri tennklorid, syntetiserade ett ljusrött färgämne fuchsin . År 1869 syntetiserade de tyska kemisterna K. Grebe och K. T. Lieberman ett rött färgämne - alizarin, som i antiken erhölls från galna rötter. 1883 syntetiserade Adolf von Bayer indigo från dinitrofenyldiacetylen . I början av 1900-talet hade syntetiska färgämnen nästan helt ersatt naturliga. Nya föreningar dök upp, antalet syntetiska färgämnen i slutet av 1900-talet hade redan överstigit 6500, varav cirka 1500 färgämnen producerades i industriell skala. [3]
Syntetiska färgämnen kallas fortfarande anilin, även om detta namn ur kemi har länge varit föråldrat.
Färgtekniker klassificerar färgämnen efter tillämpning . Kemister som är involverade i syntes (produktion) av färgämnen och studerar sambandet mellan struktur och egenskaper hos ämnen klassificerar färgämnen efter kemisk struktur . Eftersom termen "färgning" inte täcker alla metoder för att ge färg till textilier och andra material, är termen "färgning" mer bekväm.
Det finns åtta huvudklasser av färgämnen som vanligtvis används inom textilindustrin. Färgämnen av de fyra första klasserna ( direkt eller substantiv, svavelhaltig , aktiv [4] och kar ) används främst för färgning av cellulosafibrer, såsom bomull och viskos. Syra och aktiva färgämnen används för färgning av ull och polyamid, dispergerade färgämnen används också för färgning av polyamid- och polyestermaterial, katjoniska basfärgämnen används för färgning av polyakrylnitril. För färgning av ull används också sura metallkomplexfärgämnen som har högre färgbeständighet och ljusäkthet.
Kort beskrivning av färgämnesklasserDen minst hållbara färgen på cellulosafibrer ges av direkta färgämnen . Detta beror på att de är fästa vid fibern genom svaga väte- och jonbindningar . Denna typ av bindning förstörs redan av inverkan av vatten eller tvållösningar vid 30-40°C. För att öka färgstabiliteten till våta behandlingar behandlas tyg färgat med direkta färgämnen med lösningar av speciella fixativ - vattenlösliga polymerer, som, när de är fästa på fibern, hindrar färgämnesmolekylerna från att separera från den.
Affiniteten hos direkta färgämnen för fiber är relaterad till storleken och formen på deras molekyl. Molekyler av direkta färgämnen är i samma plan och har en mycket stor längd. Dessutom är sammanträffandet av avståndet mellan sulfogrupperna i färgämnesmolekylen och hydroxigrupperna i närliggande enheter av cellulosamakromolekylen viktig . Färgning med direkta färgämnen görs oftare i batch-läge . För att underlätta vidhäftningen av färgämnen till cellulosafiber tillsätts 1-2% soda ( natriumkarbonat ) och 5-20% salt ( natriumklorid ) till färgbadet efter vikten av materialet som färgas.
Aktiva (reaktiva) färgämnen ger cellulosafibern den mest hållbara färgen på grund av bildandet av en kemisk bindning mellan fibern och färgämnet. Den aktiva färgämnesmolekylen består av en kromofor , den del som ger färgen dess färg, och en aktiv grupp som reagerar med hydroxylgruppen i cellulosa under färgningsförhållanden. Men under färgningsprocessen, såväl som under långtidslagring av färgämnet, går vissa av de aktiva grupperna in i en konkurrerande reaktion med vatten eller luftfuktighet och hydrolyserar , och förlorar sin kemiska aktivitet. För att uppnå en hållbar färg är det således nödvändigt att avlägsna det hydrolyserade färgämnet från fibern efter att färgningen är avslutad genom att koka i en lösning av ytaktivt medel . Den kemiska strukturen hos den aktiva gruppen bestämmer temperaturförhållandena för färgningsregimen. Så till exempel färgar triklorotriazinfärger cellulosafiber redan vid 20–30°C, vinylsulfonfärgämnen vid 60°C och monoklorotriazinfärgämnen vid 80°C. Molekyler av aktiva färgämnen är, i motsats till molekyler av direkta färgämnen, små och kompakta. De innehåller ett stort antal sulfogrupper, vilket ger dem en hög löslighet i vatten (100 g/l) och en ganska låg affinitet för cellulosafiber. Därför är deras användning i batchfärgningsmetoden endast möjlig med ett högt innehåll av neutral elektrolyt ( vanligt salt ) i färgbadet - upp till 70-80 g/l. Å andra sidan används aktiva färgämnen mer allmänt i kontinuerliga färgningsmetoder - pad-rolling (kall), pad-steam och pad-värmefixering. Kärnan i dessa färgningsmetoder består i att impregnera tyget med en koncentrerad lösning av ett aktivt färgämne till den erforderliga viktökningen och kemiskt fixera färgen i det första fallet - genom att hålla det i rumstemperatur i vått tillstånd under en viss tid, i de andra två fallen - genom bearbetning med överhettad ånga eller varmluft. Efter färgning ska textilen även exponeras för en lösning av ytaktivt medel för att avlägsna det hydrolyserade färgämnet.
Nästa klass av färgämnen som ger cellulosafibrer en stark färg är kardfärger . Färgstyrkan i detta fall beror initialt på deras olöslighet i vatten, på grund av frånvaron av joniska funktionella grupper i molekylerna. För att göra karfärgämnen lösliga är det nödvändigt att omvandla karbonylgrupperna i deras molekyler genom reduktion i ett alkaliskt medium till enolgrupper . Enolformer av färgämnen är leukoföreningar och har en affinitet för cellulosafibrer. Efter slutet av färgningsprocessen oxideras leukoföreningar av kardfärgämnen i fibern till den initiala olösliga kinonformen . Den icke-oxiderade delen av färgämnet avlägsnas från fibern genom behandling med en kokande lösning av ytaktivt medel. Den höga färgbeständigheten hos kar-färgämnen mot våta behandlingar beror också på den betydande storleken på deras molekyler, och den mycket goda ljusbeständigheten är förknippad med polycykliciteten och aromaticiteten hos deras kemiska struktur.
På grund av det faktum att processen att färga med kardfärger är mycket mödosam på grund av det ytterligare steget att omvandla färgämnet till en löslig form, utvecklades deras vattenlösliga derivat, kubosoler ( USSR ). Kubosoler är natriumsalter av sura sulfatestrar av leukoföreningar av kardfärgämnen. De är mycket lösliga i vatten och har följaktligen en betydligt lägre affinitet för cellulosa och proteinfibrer. Detta gör det möjligt att få mer enhetliga färger med svaga och medelhöga intensiteter. Under inverkan av syror och oxidationsmedel omvandlas kubosoler på fibern till den olösliga formen av de ursprungliga karfärgerna.
Ett annat alternativ för lättanvända vattenlösliga färgämnen av "vat"-natur är kubogener som utvecklades i Sovjetunionen på 1980 -talet . Cubogener är aromatiska karboxylsyraderivat som under inverkan av reduktionsmedel, såsom rongalite, omvandlas till färgade polycykliska, vattenolösliga föreningar. Denna omvandling utförs direkt på fibern under färgning och tryckning. De resulterande scharlakansröda, röda, violetta och blå färgerna har ljushet, renhet i tonen och hög motståndskraft mot ljus och våta behandlingar i nivå med de bästa kardfärgerna.
När man bakar eller kokar vissa aromatiska föreningar (aminer, fenoler, nitroföreningar, toluidiner) med svavel eller med vattenlösningar av natriumsulfid, bildas svavelfärgämnen . Svavelfärgämnen är olösliga i vatten, men när de reduceras med natriumsulfid i ett alkaliskt medium förvandlas de till vattenlösliga leukoföreningar som kan sorberas av cellulosafibrer. I slutet av färgningsprocessen oxideras leukoföreningarna av svavelfärgämnen på fibern av atmosfäriskt syre för att bilda den ursprungliga olösliga formen. Färgomfånget för svavelfärger är begränsat, mestadels mjuka gula, apelsiner, bruna, blå, gröna och svarta. Färgbeständigheten mot våtbehandlingar och mot ljus är hög för svavelfärgämnen . Används för färgning av bomull, viskos och PE/cellulosafibrer, garn och tyger.
Syra färgämnen används för färgning av proteinfibrer (ull, natursilke), polyamid samt läder och papper . De är mycket lösliga i vatten, eftersom de innehåller sulfo- eller karboxylgrupper. På grund av närvaron av amino- och karboxylgrupper i proteinfibrernas makromolekyler har de amfotära egenskaper. I en sur miljö kan anjoner av sura färgämnen sorberas på de positivt laddade aminogrupperna i fibern med bildandet av jonbindningar. Syra färgämnen, beroende på deras kemiska struktur, har olika förmåga att utjämna färger under färgningsförhållanden. Med en ökning av färgämnets affinitet till fibern minskar dess diffusionsförmåga och färgernas motståndskraft mot våta behandlingar ökar. Följaktligen visar sig färgämnen med hög affinitet vara dåligt utjämnande, och de med låg affinitet har god utjämning. För att uppnå jämn färgning med sura färgämnen är införandet av utjämnare i färgbadet nödvändigt.
Under de senaste decennierna har syrametallkomplexfärger använts mer allmänt för färgning av ull . Bland dem är de mest populära krom (III) komplex med en sammansättning av 1:2, som är stabila över ett brett pH- område och kan färga ull och polyamid från ett neutralt bad. Krom (III)-komplex med 1:1-sammansättning är endast stabila vid lågt pH och kan användas för färgning av ull från sura bad, vilket negativt påverkar dess egenskaper. När en metalljon införs i färgämnesmolekylen observeras en fördjupning av färgen (badokromisk förskjutning) och färgen blir svagare. Förbättrar motståndet mot ljus och oxidationsmedel.
Betningsfärger används också för att färga ull . Betningsfärgämnen är anjoniska vattenlösliga färgämnen som sorberas av ett fibröst material från vattenlösningar och fixeras med hjälp av så kallade betningsämnen - metallföreningar med ett oxidationstillstånd på +3 (vanligtvis Cr , mer sällan Fe , Al ) med bildning av intensivt färgade interkomplexa föreningar som är resistenta mot olika fysikalisk-kemiska påverkan. På grund av användningen av övervägande Cr-föreningar som betningsmedel, kallas betningsfärgämnen ofta som kromfärgämnen. Oftast används Na 2 Cr 2 O 7 • 2H 2 O eller K 2 Cr 2 O 7 som betningsmedel . Betnings- eller krompläteringsprocessen utförs oftare efter färgning, men ibland under eller före färgning. För närvarande, på grund av de ökade kraven på miljöskydd, används betningsmedel, på grund av behovet av att behandla avloppsvatten från salter av tungmetaller, i begränsad omfattning och ersätts av metallhaltiga sura färgämnen.
För färgning av hydrofoba fibrer, såsom polyester, polyamid och acetat, ibland polyakrylnitril, används dispersa färgämnen. Dessa är nonjoniska färgämnen som används i form av högdispergerade vattensuspensioner. Deras löslighet i vatten, på grund av frånvaron av sulfo- och karboxylgrupper, är begränsad till några milligram färgämne per liter. Molekylerna i dispersa färgämnen är små (molar massa upp till 500). Detta bidrar till penetrationen av färgämnet som ett resultat av diffusion i djupet av en ganska tätt packad syntetisk fiber med bildandet av en fast lösning i polymeren. Färgen hålls i fibern av van der Waals krafter eller vätebindningar . Dispersionsfärgämnen är den enda klassen av färgämnen som är lämpliga för färgning av polyester- och acetatfibrer. Färgningsprocessen utförs i närvaro av 1-2 g/l nonjoniskt ytaktivt ämne. Enligt den periodiska metoden färgas polyamidfiber vid 98-100 ° C, polyester - vid 130 ° C under tryck, på grund av den tätare packningen av dess makromolekyler. Färgbeständigheten mot våtbehandlingar med dispergerade färgämnen på polyamidfiber är ganska låg, på polyesterfiber är den tvärtom hög. Följaktligen används exempelvis vid färgning av bomull/polyamidblandningar direkta och dispergerade färgämnen om kraven på färgbeständighet inte är höga. Och tvärtom, färgning av bomull/polyesterblandningar, vid ökade krav på färgbeständighet, utförs med aktiva och dispergerade färgämnen.
För färgning av polyakrylnitrilfibrer (PAN-fibrer) och vissa andra fibrer som innehåller COOH- eller SO 3 H- grupper används katjoniska färgämnen . De är salter av färgade organiska katjoner med ofärgade mineral- eller karboxylsyraanjoner . Färgning av PAN-fibrer med katjoniska färgämnen utförs med gradvis uppvärmning (ca 1,5 h) av färgbadet till en temperatur nära kokning. Valhastigheten av olika katjoniska färgämnen från fiberbadet är inte densamma. Vid blandad färgning väljs färgämnen med liknande värden av detta värde. Den mest använda metoden är den kontinuerliga gelfärgningsmetoden, när, vid tillverkning av PAN-fibrer, färskt erhållna trådar ("våt tow") passeras genom ett färgbad vid en temperatur på cirka 50 ° C under flera sekunder, kontinuerligt fylls på. med en färglösning. En sådan färgningshastighet är möjlig på grund av det faktum att fibern är i ett gelliknande, löst tillstånd, och färglösningen tränger fritt in i dess porer. Färgning på PAN-fibrer erhållna med katjoniska färgämnen, när det gäller kombinationen av ljusstyrka med motståndskraft mot ljus och andra influenser, överträffar färgerna som erhålls av andra klasser av färgämnen på alla andra fibrer. Vissa katjoniska färgämnen används för att färga läder, är en del av bläck och bläckpastor.
Fettlösliga färgämnen är syntetiska färgämnen som är lättlösliga i opolära och lågpolära organiska lösningsmedel. De är olösliga i vatten, vilket beror på frånvaron av polära grupper i deras molekyler: sulfo- och karboxyl (liksom i dispergerade). Fettlösliga färgämnen används för färgning av plast, bensin, konstläder, gummi, tekniskt. fetter, oljor, vaxer, hushållskemikalier (mastix, fernissor, skokrämer etc.). Även färgkonfektyr, kosmetiska produkter.
Acetonlösliga färgämnen , syntetiska färgämnen, mycket lösliga i polära organiska lösningsmedel, inklusive aceton. De är komplex av den anjoniska typen Co eller Cr 1:2 med monoazofärgämnen. Pulveriserade acetonlösliga färgämnen används: för massfärgning av kemiska fibrer (till exempel acetat, polyvinylklorid) bildade av acetonlösningar, såväl som plaster baserade på polymerer och sampolymerer av vinylklorid, fenol-formaldehyd, polyester och epoxihartser; vid tillverkning av färgade nitrolacker som används inom tryckeri, möbel, läder och andra industrier. Flytande acetonlösliga färgämnen, som är lösningar av färgämnen i blandningar av organiska lösningsmedel, används för ytfärgning och efterbehandling av naturligt läder. Acetonlösliga färgämnen i form av fina pulver används för färgning av polyamidfibrer och päls.
Alkohollösliga färgämnen är syntetiska färgämnen som är lösliga i etanol och andra medier nära det när det gäller upplösningsförmåga. Alkohollösliga färgämnen inkluderar vissa metallhaltiga färgämnen, induliner, nigrosiner och andra färgämnen som är tillgängliga i form av salter med en organisk katjon som främjar lösligheten. Alkohollösliga färgämnen används för att färga nitrolacker, kulspetspasta, vissa plaster och andra ämnen.
Pigment står separat , även om de kan vara nära färgämnen i struktur och produktionsmetoder, men de skiljer sig i mycket dålig löslighet i mediet som ska färgas, så de kräver malning till en partikelstorlek på högst några mikrometer. Färgkraften hos pigment beror på storleken på deras partiklar och ökar kraftigt med en minskning av dispersionens genomsnittliga partikelstorlek. Pigment kan vara organiska eller oorganiska.
För färgningsprodukter gjorda av polymermaterial används de oftast i form av masterbatches (se masterbatches ).
Färgämnen och pigment har en mängd olika strukturer. Däremot kan över hälften av alla färgämnen klassificeras som azofärgämnen och antrakinonfärgämnen.
Genom kromoforgruppernas karaktär kan följande grupper av färgämnen särskiljas [5] :
Textilmaterial färgade med färgämnen utsätts för fysikaliska och kemiska tester för att bedöma färgbeständighet. Tester utförs i den färgintensitet som motsvarar standardtonen (vald enligt standardtonskalorna) och utvärderas enligt skalorna för blå och grå standard. Blå standardskalor används för att utvärdera ljusäktheten hos färgämnen. Gråskalorna används för att bestämma resultaten av resten av testerna. Den blå referensskalan är en uppsättning av åtta remsor av ylletyg färgade med individuella färgämnen med olika grader av ljusäkthet. Skalan av blå standarder låter dig utvärdera ljushärdigheten för färgämnen i punkter från 1 till 8, där 1 poäng betyder den lägsta ljusäktheten och 8 poäng den högsta. Skalorna av grå standarder gör det möjligt att utvärdera färgbeständighet i intervallet från 1 till 5 punkter, varav 1 betyder den lägsta och 5 betyder den högsta graden av färgbeständighet. Skalan av grå standarder för att bestämma förändringar i den ursprungliga färgen som ett resultat av tester är 5 eller 9 par remsor av neutral grå. Båda remsorna i det första paret är identiska i färg och kontrasten mellan dem är noll. De betyder färgäkthet på 5 poäng. Poäng från 4 till 1 representeras av två staplar, varav en är identisk med 5-punktsstaplarna, medan de andra är ljusare med ökande kontrast. Skalan för att bestämma graden av skuggning av vita material består av fem eller nio par band, vilket gör att du kan utvärdera skuggning från 5 till 1 poäng. En poäng på 5 poäng betyder den högsta graden av färgstabilitet och representeras av två vita ränder, vars kontrast är noll. Betyg från 4 till 1 poäng presenteras som två staplar, varav en är vit, identisk med 5-punktsstaplarna, de andra staplarna är grå med ökande kontrast. Ett arbetsprov förbereds för testning. Ett 10 x 4 cm prov skärs av tyget eller stickade plagget som ska testas, placeras mellan två intilliggande tyger, en av samma material som provet som testas, och den andra av fibern som specificeras i den specifika testmetoden, och sys med en tråckelsöm. GOST 9733-0,83. De viktigaste testerna är följande.
Tester av motståndskraft mot ljus under förhållanden med artificiell belysning . Metoden bygger på exponering av färgade prover under vissa förhållanden för ljuset från en xenonlampa tillsammans med åtta blå referenser. GOST 9733-3,83.
Dagsljusmotståndstest . _ Provet, tillsammans med blå standard, exponeras under vissa förhållanden för dagsljus. Färgäktheten bedöms genom att jämföra färgförändringen hos provet med färgförändringen hos de blå standarderna. GOST 9733-1-91. Färgen klassas som ljusäkta om ljusäktheten är över 4 punkter, annars klassas färgen som ej ljusäkta.
Test av motståndskraft mot destillerat vatten . Metoden går ut på att sänka ner testproverna tillsammans med prover av ofärgade tyger i destillerat vatten och hålla dem vid ett visst tryck, temperatur och tid i en testapparat. GOST 9733.5-83.
Tester av motståndskraft mot "svett" . Metoderna baseras på behandling av testprovet, tillsammans med prover av ofärgade intilliggande vävnader, med lösningar innehållande histidin med koksalt eller koksalt under vissa förhållanden. GOST 9733-6,83.
Test av tvättmotstånd . Metoden bygger på mekanisk blandning av arbetsprovet tillsammans med intilliggande vävnader i tvättlösningar vid en viss temperatur och tid. GOST 9733.4-83.
Friktionsmotståndstester . _ Metoden bygger på att man målar ett torrt eller blött tyg genom att gnida mot ett torrt prov. GOST 9733.27-83.
Strykhållfasthetstest . _ Metoden bygger på effekten av viss temperatur, tryck och tid på ett färgat prov under torrstrykning, ångstrykning och våtstrykning. GOST 9733.7-83.
Tester för resistens mot organiska lösningsmedel . Metoden är baserad på behandlingen av det testade arbetskompositprovet med ett organiskt lösningsmedel som används vid kemtvätt. GOST 9733-13,83.
1876 formulerade O. Witt den kromofor-auxokromiska färgteorin, enligt vilken färgämnen består av omättade funktionella grupper ( kromoforer ) och saltbildande grupper ( auxokromer ), de senare förstärker färgen och ger molekylen förmågan att färga. Typiska kromoforer är etylen-CH=CH-, karbonyl >C=O, azo-N=N-, nitro-NO2 , nitroso-N=O-grupper och hydroxi-OH, amino-NH2 och merkapto-SH-grupper - auxokromer. Även om den kromofor-auxokromiska teorin gav ett betydande bidrag till utvecklingen av färgämnenas kemi, betraktade den molekylen av en färgad substans när den interagerar med ljus som något oförändrat. Dessutom, enligt denna teori, reduceras närvaron av färg i ett ämne till närvaron av kromoforer och auxokroma grupper. Resten av molekylen anses vara en passiv bärare av dessa grupper.
Enligt den moderna elektroniska teorin om färgen på organiska föreningar, utvecklad i verk av V. A. Izmailsky (sedan 1913), Adams, Rosenstein (1914), Lewis (1916), Dilthey, Vizinger (1928) och andra forskare, förmågan att absorbera ljus bestäms av närvaron av en tillräckligt lång kedja av konjugerade dubbelbindningar och elektrondonerande (elektronförsörjande) och elektronborttagande (elektronmottagande) substituenter fästa till den. Färgen på färgämnet beror på excitationsenergin som krävs för att överföra molekylen från grundtillståndet till det exciterade tillståndet. Ett ämne blir visuellt färgat om det absorberar delar av energi från 158 till 300 kJ/mol.
Mättade kolvätemolekyler innehåller endast C-H- och C-C-bindningar. Sådana molekyler passerar in i ett exciterat tillstånd från en energidel på mer än 800 kJ/mol, vilket motsvarar den bortre ultravioletta delen av spektrumet. Av denna anledning är de färglösa. I molekylerna av omättade kolväten är elektronerna som bildar dubbelbindningar mer delokaliserade, eftersom de upplever mindre attraktiv verkan från atomkärnorna, och i detta fall är excitationsenergin för sådana molekyler mindre. I molekyler med konjugerade dubbelbindningar bildas ett enda elektronmoln, graden av elektrondelokalisering ökar och molekylens excitationsenergi minskar. När den konjugerade kedjan av bindningar förlängs kräver övergången av molekylen till det exciterade tillståndet mindre och mindre energi, och absorptionen skiftar till det långa våglängdsområdet.
Aromatiska och heterocykliska föreningar med slutna system av konjugerade dubbelbindningar spelar en viktig roll i färgämnenas kemi. Här överlappar elektronmolnen och bildar ett enda elektronmoln, vilket gör att även molekylens excitationsenergi minskar och absorptionen av ljus går över i ett längre våglängdsområde. Färg visas. Införandet av polariserande substituenter (elektrondonator och elektronacceptor) i en molekyl med konjugerade dubbelbindningar leder till en förskjutning av elektroner, till uppkomsten av positiva och negativa laddningar i ändarna av molekylen. Elektrondonatorsubstituenter donerar sina elektroner till det konjugerade systemet, medan elektronbortdragande substituenter attraherar elektroner från det konjugerade systemet till sig själva och skapar deras konstanta förskjutning. Som ett resultat, i både det första och andra fallet, minskar excitationsenergin, och ljusabsorptionen skiftar till långvågsområdet.
Joniseringen av deras molekyler i ett alkaliskt eller surt medium, såväl som komplexbildning av metaller, bidrar också till förändringen i färgen på färgämnen.
CI ( färgindexnummer ) - färgindex eller färgindex , internationellt system för beteckning av färgämnen. En referensbok i flera volymer skapad och uppdaterad av British Society of Dyers and Colorists (SDC) och American Association of Chemists and Colorists (AATCC), har publicerats sedan 1925. För närvarande publicerad online. Varje kemikalie som används som färgämne tilldelas ett femsiffrigt nummer strikt i enlighet med "färgindexgeneriska namn" och "färgindexkonstitutionsnummer". Detta nummer är unikt för varje färgämne och pigment.
Den huvudsakliga informationen som S.I. innehåller:
Grupp CI-nummer beroende på färgämnets kemiska struktur. Till exempel:
Exempel: